用于指示尤其用于船的渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置的燃燒室的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的方法和 ...的制作方法
【專利摘要】為了提供用于指示尤其用于船的渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置(100)的燃燒室(10)的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的方法，其中渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置包括渦輪增壓器(15)和增壓氣體冷卻器(19a)，其中環(huán)境氣體的第一氣流(13)進(jìn)入渦輪增壓器(15)，其中增壓氣體的第二氣流(18)從渦輪增壓器(15)流到增壓氣體冷卻器(19a)，其中增壓氣體的第二氣流(18)進(jìn)入增壓氣體冷卻器(19a)，其中增壓氣體的第三氣流(21)從增壓氣體冷卻器(19a)流到燃燒室(10)，并且其中增壓氣體的第三氣流(21)進(jìn)入燃燒室(10)，本發(fā)明提出了，該方法包括如下步驟：a)測量參數(shù)，其中測得的參數(shù)包括至少一個氣體溫度、至少一個氣體壓力、第三氣流(21)的增壓氣體的第一水含量(1)以及燃燒室(10)的缸套(25)的缸套溫度(TL)，以及b)基于測得的參數(shù)來確定尤其是計算燃燒室(10)中的氣體的第二水含量(2)，以及c1)指示所確定的第二水含量(2)作為燃燒室(10)的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的指示符，和/或c2)將所確定的第二水含量(2)與至少一個預(yù)先確定值進(jìn)行比較并且當(dāng)所確定的第二水含量(2)高于和/或等于和/或低于至少一個預(yù)先確定值時指示所述燃燒室(10)的部件腐蝕或擦傷的風(fēng)險，和/或c3)調(diào)節(jié)渦輪增壓式增壓發(fā)動機(jī)的工作參數(shù)。
【專利說明】
用于指示尤其用于船的滿輪増壓發(fā)動機(jī)布置的燃燒室的部件 的腐蝕或擦傷風(fēng)險的方法和裝置，從及用于船的滿輪増壓發(fā) 動機(jī)布置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于指示尤其用于船的滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的燃燒室的部件的腐蝕 或擦傷風(fēng)險的方法。此外，本發(fā)明設(shè)及用于指示尤其用于船的滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的燃燒 室的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的裝置。此外，本發(fā)明設(shè)及包括用于指示燃燒室的部件的腐蝕 或擦傷風(fēng)險的裝置的滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置。
【背景技術(shù)】
[0002] 滿輪增壓發(fā)動機(jī)，尤其是滿輪增壓兩沖程發(fā)動機(jī)，通常用于海運船中用于推進(jìn)。用 于海運船的滿輪增壓兩沖程發(fā)動機(jī)進(jìn)而通常配置為柴油發(fā)動機(jī)，也稱為壓燃式發(fā)動機(jī)。在 兩沖程柴油發(fā)動機(jī)中，在空氣于燃燒室中壓縮之后，注入燃料，使得燃料自燃。然而，還可能 的是燃料空氣混合物被注入燃燒室中且壓縮，直到燃料空氣混合物自燃。
[0003] 在點燃的燃料或空氣燃料混合物膨脹后，清掃氣體，尤其是清掃空氣，被注入燃燒 室中。清掃氣體能夠分別經(jīng)由燃燒室的空氣入口或空氣燃料混合入口或者經(jīng)由單獨的掃氣 端口被注入燃燒室中。對于掃氣，兩沖程柴油發(fā)動機(jī)要求機(jī)械驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)或滿輪增壓器來 對氣缸裝料。在滿輪增壓器中，氣體，尤其是空氣，被壓縮。由于壓縮，氣體的溫度升高。然 而，清掃氣體或增壓氣體的升高的溫度相應(yīng)第降低了滿輪增壓兩沖程發(fā)動機(jī)的效率。因此， 壓縮氣體隨后在增壓氣體冷卻器尤其是增壓空氣冷卻器中被冷卻。增壓氣體冷卻器也稱為 中間冷卻器。然后，壓縮的、增壓的且冷卻的增壓氣體注入兩沖程柴油發(fā)動機(jī)的燃燒室中， W對燃燒室進(jìn)行掃氣且提供氣體，尤其是空氣，從而在下一壓縮和點火循環(huán)中增壓燃燒室。
[0004] 然而，隨著增壓氣體的溫度在增壓氣體冷卻器中下降，增壓氣體的相對水分或濕 度增加且會增至濕度達(dá)到飽和的水平。水隨后可W從增壓氣體中凝聚且分別積聚在清掃氣 體管道或增壓氣體管道中。根據(jù)發(fā)動機(jī)的匯水器的效率W及清掃氣體或增壓氣體的壓力， 水凝聚會被清掃氣體或增壓氣體流入燃燒室而阻礙且增加了燃燒室的部件的腐蝕風(fēng)險或 者甚至干擾了活塞環(huán)與缸套之間的油膜且會導(dǎo)致研磨性磨損或擦傷。
[0005] 對于柴油兩沖程發(fā)動機(jī)，在慢流模式中，最優(yōu)的是保持增壓氣體或清掃氣體的溫 度盡可能低而使得最大量的水從增壓氣體中凝聚，因為在慢流模式中匯水器能夠更高效地 工作。然而，在全負(fù)荷模式下，增壓氣體的質(zhì)量流率非常高，并且因此，水凝聚物被帶入燃燒 室中的風(fēng)險增加。由于水進(jìn)入燃燒室的風(fēng)險增加，燃燒室的部件擦傷和腐蝕的風(fēng)險同樣增 加。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，選擇了更高的增壓氣體溫度來降低增壓氣體的質(zhì)量流率W及降低 水凝聚物被帶入燃燒室的風(fēng)險。
[0006] 在EP 0 508 069 A1中披露了控制內(nèi)燃機(jī)的增壓空氣溫度的裝置。增壓空氣的露 水溫度是根據(jù)增壓空氣的濕度和溫度的測量值來確定的，并且通過升高增壓空氣溫度，防 止增壓空氣中的水蒸汽的凝聚。
[0007] 本發(fā)明基于與現(xiàn)有技術(shù)的假設(shè)相反的發(fā)現(xiàn):較高的增壓氣體溫度不會降低進(jìn)入燃 燒室的水的質(zhì)量流率，因為由于較高的增壓氣體溫度，更多的水w水蒸氣的形式進(jìn)入燃燒 室。此外，本發(fā)明還考慮到在燃燒過程中產(chǎn)生與經(jīng)由增壓空氣或清掃空氣注入燃燒室中的 幾乎相同量的水。
[000引發(fā)明概述
[0009] 本發(fā)明的目的之一是提供用于指示尤其用于船的滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的燃燒室 的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的方法，W及提供用于進(jìn)行所述方法的裝置。
[0010] 本發(fā)明提供了用于指示尤其用于船的滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的燃燒室的部件的腐 蝕或擦傷風(fēng)險的方法，其中所述滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置包括滿輪增壓器和增壓氣體冷卻器， 其中環(huán)境氣體的第一氣流進(jìn)入所述滿輪增壓器，其中增壓氣體的第二氣流從所述滿輪增壓 器流入所述增壓氣體冷卻器，其中增壓氣體的第二氣流進(jìn)入所述增壓氣體冷卻器，其中增 壓氣體的第=氣流從所述增壓氣體冷卻器流入所述燃燒室，并且其中增壓氣體的第=氣流 進(jìn)入所述燃燒室，所述方法包括W下步驟：
[0011] a)測量參數(shù)，其中測得的參數(shù)包括至少一個氣體溫度、至少一個氣體壓力、所述第 =氣流的增壓氣體的第一水含量W及所述燃燒室的缸套的缸套溫度，W及
[0012] b)基于測得的參數(shù)來確定尤其是計算所述燃燒室中的氣體的第二水含量，W及
[0013] cl)指示所確定的第二水含量作為所述燃燒室的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的指示 符，和/或
[0014] c2)將所確定的第二水含量與至少一個預(yù)先確定值進(jìn)行比較，W及當(dāng)所確定的第 二水含量高于和/或等于和/或低于所述至少一個預(yù)先確定值時指示所述燃燒室的部件腐 蝕或擦除的風(fēng)險，和/或
[0015] c3)調(diào)節(jié)所述滿輪增壓發(fā)動機(jī)的工作參數(shù)。
[0016] 在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語"濕度"和"相對水含量"能夠互換使用。此外，術(shù)語"水 含量"可是指"絕對水含量"或"相對水含量"。
[0017] 在根據(jù)本發(fā)明的方法中，測量第S氣流的增壓氣體的第一水含量。換言之，測量從 所述增壓氣體冷卻器流到燃燒室，即在所述增壓氣體冷卻器與燃燒室之間的的增壓氣體的 水含量或相對水含量或濕度。通過測量第=氣流的第一水含量，有益的是能夠可靠地，尤其 是基本上精確地確定進(jìn)入燃燒室之前的尤其在燃燒室的氣體入口或掃氣端口進(jìn)入燃燒室 之前的增壓氣體的水含量或相對水含量或濕度。第=氣流的第一水含量或濕度的確定尤其 有益，因為已經(jīng)通過增壓氣體冷卻器(也稱為中間冷卻器)冷卻的第=氣流的水蒸汽會凝聚 且不能精確地預(yù)測例如通過匯水器能夠排出多少凝聚的水。因此，雖然原則上能夠基于滿 輪增壓器和增壓氣體冷卻器的性能數(shù)字計算出進(jìn)入燃燒室的增壓氣體的濕度或水含量，W 及例如計算出進(jìn)入滿輪增壓器的環(huán)境氣體的環(huán)境溫度、壓力和濕度，但是該計算具有極大 的不確定性的，因為不能可靠地預(yù)測出實際上排出多少水。特別地，
【申請人】發(fā)現(xiàn)，計算進(jìn)入 燃燒室的增壓氣體的水含量，通過冷卻增壓氣體所生成的水凝聚物的量W及隨著增壓氣體 流被帶入燃燒室的水凝聚物的量不是非常可靠。因此，有利的是測量在增壓氣體冷卻器與 燃燒室之間的增壓氣體第=氣流的第一水含量或濕度。
[0018] 此外，本發(fā)明提出測量燃燒室的缸套的缸套溫度。在在主要壓力下缸套的內(nèi)表面 緊鄰處燃燒室中的濕度是缸套的內(nèi)表面上水凝聚風(fēng)險的度量，其中所述凝聚又與缸套和燃 燒室的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險有關(guān)。此處，利用的是如下實現(xiàn)：雖然在燃燒室中濕度不均 勻，但因為溫度在接近燃燒室的排氣口處比在缸套內(nèi)表面附近高得多，所w凝聚僅取決于 缸套溫度，尤其是缸套的表面溫度W及主要的氣缸壓力。因此，通過測量缸套溫度，能夠可 靠地確定在缸套內(nèi)表面上凝聚的水的量W及因此確定燃燒室的部件的腐蝕或擦傷的風(fēng)險。
【申請人】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雖然原則上燃燒室的缸套的缸套溫度可利用發(fā)動機(jī)的性能數(shù)字來計算， 即扭矩、轉(zhuǎn)數(shù)、氣缸的冷卻系統(tǒng)的效率和冷卻能力，但是該計算的燃燒室缸套的缸套溫度具 有高的不確定性。因此，有利的是測量缸套溫度。
[0019] 通過測量至少一個氣體溫度和至少一個氣體壓力W及第=氣流的增壓氣體的第 一水含量W及燃燒室的缸套的缸套溫度，能夠確定燃燒室中的氣體的第二水含量或濕度， 尤其是鄰近缸套內(nèi)表面的燃燒室中的氣體的第二水含量或濕度。有益地，第二水含量的確 定是通過利用已知的熱動力學(xué)關(guān)系計算而完成的。然而，還能夠使用將測量的參數(shù)與燃燒 室中鄰近缸套內(nèi)表面的氣體的第二水含量或濕度相關(guān)的表。至少一個氣體溫度和至少一個 氣體壓力可W例如在從增壓氣體冷卻器流到燃燒室的增壓氣體的第=氣流中測量。然而， 還能夠在環(huán)境氣體或增壓氣體的第一和/或第二氣流中測量至少一個氣體溫度和/或至少 一個氣體壓力。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，所確定的第二水含量被指示為燃燒室的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的指 示符。例如，所確定的第二水含量可W可視地或者聲學(xué)地指示給操作者或者是操作滿輪增 壓發(fā)動機(jī)布置的操作人。因此，操作者或操作人有益地能夠利用所確定的第二水含量的信 息來調(diào)節(jié)滿輪增壓發(fā)動機(jī)的工作參數(shù)從而降低燃燒室的部件腐蝕或擦傷的風(fēng)險?？蛇x地或 者同時地，根據(jù)本發(fā)明，所確定的第二水含量能夠與至少一個預(yù)先確定值進(jìn)行比較，并且當(dāng) 所確定的第二水含量高于和/或等于和/或低于至少一個預(yù)先確定值時指示燃燒室的部件 的腐蝕或擦傷的風(fēng)險。燃燒室的部件的腐蝕或擦傷的風(fēng)險可W可視地或者聲學(xué)地指示，并 且負(fù)責(zé)滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的操作者或者操作人可W利用該信息來調(diào)節(jié)滿輪增壓發(fā)動機(jī) 布置的工作參數(shù)，從而降低燃燒室的部件的腐蝕或擦傷的風(fēng)險。
[0021] 此外，可選地或者同時地，根據(jù)本發(fā)明的方法，可W調(diào)節(jié)滿輪增壓發(fā)動機(jī)的工作參 數(shù)。例如，調(diào)節(jié)可通過操作者或操作人手動地進(jìn)行，或者可W自動地執(zhí)行滿輪增壓發(fā)動機(jī)的 工作參數(shù)的調(diào)節(jié)。因此，通過本發(fā)明的方法，可W指示和/或降低燃燒室的部件的腐蝕或擦 傷的風(fēng)險。
[0022] 優(yōu)選地，滿輪增壓發(fā)動機(jī)的工作參數(shù)可基于所確定的第二水含量和/或基于所確 定的第二水含量與至少一個預(yù)先確定值的比較來調(diào)節(jié)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的方法能夠優(yōu)選地用于滿輪增壓兩沖程發(fā)動機(jī)布置。然而，該方法還 可用于滿輪增壓四沖程發(fā)動機(jī)布置。
[0024] 在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，至少一個溫度是環(huán)境氣體的第一氣流的溫度和/ 或增壓氣體的第二氣流的溫度和/或增壓氣體的第=氣流的溫度，和/或至少一個氣體壓力 是環(huán)境氣體的第一氣流的壓力和/或增壓氣體的第二氣流的壓力和/或增壓氣體的第=氣 流的壓力和/或燃燒室中的氣體的壓力。
[0025] 有利地，至少一個溫度是所述溫度之一，至少一個氣體壓力所述壓力之一。通過有 益的方式，至少一個溫度和至少一個氣體壓力能夠與第=氣流的增壓氣體的第一水含量和 燃燒室的缸套的缸套溫度相結(jié)合使用來確定或計算燃燒室中鄰近缸套內(nèi)表面的第二水含 量或濕度。例如，至少一個溫度可W是第=氣流的溫度，即從增壓氣體冷卻器流到燃燒室的 增壓氣體的溫度。此外，至少一個氣體壓力可w是從增壓氣體冷卻器流到燃燒室的增壓氣 體的氣體壓力。因此，在該情況下，燃燒室中鄰近缸套表面的第二水含量或濕度能夠基于至 少一個溫度、缸套溫度、至少一個氣體壓力和第一水含量來計算，其中至少一個溫度、至少 一個氣體壓力和第一水含量是在從增壓氣體冷卻器流到燃燒室的增壓氣體的第=氣流中 測得的。在該情況下，有益的是燃燒室中的第二水含量能夠基于發(fā)動機(jī)的性能數(shù)字，尤其是 發(fā)動機(jī)的壓縮比計算出而無明顯的不確定性。然而，原則上還能夠在環(huán)境氣體的第一氣流 和/或增壓氣體的第二氣流中測量至少一個溫度和/或至少一個氣體壓力，即環(huán)境溫度和/ 或進(jìn)入滿輪增壓器的氣體的壓力或者從滿輪增壓器流入增壓氣體冷卻器的氣體的溫度和/ 或壓力，W及使用滿輪增壓器和/或增壓氣體冷卻器的性能數(shù)字來計算燃燒室中鄰近燃燒 室的缸套處的第二水含量或濕度。
[0026] 在本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選的實施方案中，提供測量環(huán)境空氣的第一氣流的溫度、 增壓氣體的第二氣流的溫度W及增壓氣體的第=氣流的溫度中的一個或多個W及測量環(huán) 境氣體的第一氣流的壓力、增壓氣體的第二氣流的壓力W及增壓氣體的第=氣流的壓力W 及燃燒室中的氣體的的壓力中的一個或多個。此外，能夠有益地在滿輪增壓器處或滿輪增 壓器中和/或在增壓氣體冷卻器處或增壓氣體冷卻器中測得至少一個溫度和至少一個壓 力。有利地，附加的溫度和壓力的測量可W用于更精確地計算或確定燃燒室中的第二水含 量或濕度和/或?qū)釀恿τ嬎闩c測量值進(jìn)行交叉校驗。
[0027] 在另一優(yōu)選的實施方案中，第一氣流的環(huán)境氣體是環(huán)境空氣，和/或第二氣流的增 壓氣體是增壓空氣，和/或第=氣流的增壓氣體是增壓空氣，和/或燃燒室中的氣體是增壓 氣體，尤其是增壓空氣，或氣體燃料混合物，尤其是空氣燃料混合物。進(jìn)一步有益地，環(huán)境空 氣可W是發(fā)動機(jī)室空氣。環(huán)境空氣還可稱為進(jìn)氣。
[0028] 在本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施方案中，測量氣體的第=水含量，其中第=水含量是 環(huán)境氣體的第一氣流的水含量和/或增壓氣體的第二氣流的水含量。此外，可對于滿輪增壓 器中的和/或增壓氣體冷卻器中的氣體測量第=水含量。
[0029] 在實施方案中，氣體的第=水含量的附加的測量能夠用于更精確地確定或計算燃 燒室中的第二水含量或濕度，或者將熱動力計算與測量值進(jìn)行交叉校驗。當(dāng)環(huán)境氣體是發(fā) 動機(jī)室空氣時，氣體的第=水含量可W是發(fā)動機(jī)室空氣的水含量或濕度。
[0030] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提出了，滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的工作參數(shù)是 缸套的缸套溫度，和/或增壓氣體的第=氣流的溫度，和/或潤滑劑對燃燒室的部件的潤滑 率，和/或潤滑劑的堿度，和/或滿輪增壓器的增壓氣體壓力，也稱為增壓壓力。
[0031] 有利地，缸套的缸套溫度可W自動地升高或者通過操作者或操作人來升高。有益 的是提高缸套溫度，并且因此降低鄰近缸套表面處的相對水含量或濕度。因此，通過減小鄰 近缸套表面的相對水含量或濕度，水在缸套表面上凝聚的風(fēng)險降低，并且因此，同樣燃燒室 的部件腐蝕或擦傷的風(fēng)險降低。
[0032] 此外，有益的是降低增壓氣體的第=氣流的溫度，即，降低從增壓氣體冷卻器流到 燃燒室的增壓氣體的溫度，從而將相對水含量或濕度增至飽和水平，使得增壓氣體中水蒸 汽的凝聚啟動或開始。換言之，第=氣流的增壓氣體的溫度降至露水溫度，并且增壓氣體的 第=氣流的濕度或水含量凝聚而脫離增壓氣體。因此，W水蒸汽形式進(jìn)入燃燒室的水量減 少。
[0033] 此外，在優(yōu)選的實施方案中，可W增加潤滑劑對燃燒室的部件的潤滑率。進(jìn)入燃燒 室的作為液態(tài)或蒸汽的水W及凝聚在缸套內(nèi)表面上的水蒸汽或在空氣燃料混合物燃燒期 間產(chǎn)生的且凝聚在缸套內(nèi)表面上的水與燃燒產(chǎn)物和燃燒室中的潤滑劑反應(yīng)或者干擾活塞 環(huán)與缸套之間的油膜。在反應(yīng)中，會產(chǎn)生酸性流體。因此，潤滑劑對燃燒室的部件的潤滑率 的增加提高了潤滑劑被取代的速率且因此減輕了酸對燃燒室的部件的腐蝕效應(yīng)或者形成 了較厚的油膜來降低由于干擾油膜的液態(tài)水導(dǎo)致的擦傷的風(fēng)險。此外，有益的是提高潤滑 劑的堿度并且提高潤滑劑的中和容量。
[0034] 在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，通過調(diào)節(jié)缸套冷卻系統(tǒng)的冷卻流體的溫度 來調(diào)節(jié)缸套溫度。
[0035] 有益地，通過調(diào)節(jié)缸套冷卻系統(tǒng)的冷卻流體的溫度，能夠極其可靠地調(diào)節(jié)缸套溫 度。
[0036] 在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，當(dāng)燃燒室中的濕度巧2超過預(yù)先確定值 50%，優(yōu)選地60%，更優(yōu)選地75%時，指示燃燒室的部件的腐蝕或擦傷的高風(fēng)險。此外，在優(yōu) 選的實施方案中，當(dāng)燃燒室的濕度92或第二水含量降至預(yù)先確定值60%、更優(yōu)選地55%、尤 其優(yōu)選地50% W下時，指示燃燒室的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險低。優(yōu)選地，根據(jù)發(fā)動機(jī)設(shè)計、 發(fā)動機(jī)速度(rpm)和時間，尤其是反應(yīng)過程的典型的時間標(biāo)度來設(shè)定預(yù)先確定值。
[0037]
【申請人】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燃燒室中的濕度巧2超過50 %，優(yōu)選地60 %，更優(yōu)選地75 %時， 燃燒室的腐蝕或擦傷風(fēng)險增加。
[0038] 在本發(fā)明的甚至更進(jìn)一步的優(yōu)選的實施方案中，燃燒室的部件的腐蝕或擦傷的風(fēng) 險可通過可視指示器，例如燈或一系列顏色編碼燈、圖形顯示器或者投影到屏幕上或者顯 示在顯示器上的文本來指示。然而，燃燒室的部件的腐蝕或擦傷的風(fēng)險還可W通過任何適 合的手段來指示，例如通過揚聲器系統(tǒng)傳送的可聽信號。
[0039] 本發(fā)明的目的進(jìn)而通過提供用于指示尤其用于船的滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的燃燒 室的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的裝置來解決，其中滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置包括滿輪增壓器和增 壓氣體冷卻器，所述裝置包括處理單元和至少一個用于測量參數(shù)的傳感器，所述參數(shù)包括 從增壓氣體冷卻器流到燃燒室的第=氣流的增壓氣體的第一水含量、至少一個氣體溫度W 及至少一個氣體壓力，其特征在于
[0040] 所述至少一個傳感器包括用于測量燃燒室的缸套的缸套溫度的傳感器，
[0041 ]所述處理單元被配置為基于至少一個傳感器測量的參數(shù)來確定尤其是計算燃燒 室中的氣體的第二水含量，和/或
[0042] 處理單元被配置為將所確定的第二水含量與至少一個預(yù)先確定值進(jìn)行比較，
[0043] 所述裝置包括通知器件，所述通知器件用于將所確定的第二水含量指示為燃燒室 的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的指示符和/或當(dāng)所確定的第二水含量高于和/或等于和/或低于 至少一個預(yù)先確定值時來指示燃燒室的部件的腐蝕或擦傷的風(fēng)險，和/或
[0044] 該裝置包括用于調(diào)節(jié)滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的工作參數(shù)的調(diào)節(jié)器件。
[0045] 有益地，第二水含量或濕度和/或燃燒室的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險被指示而使得 操作增壓發(fā)動機(jī)布置的操作者或操作人員能夠采取預(yù)防措施從而降低燃燒室的部件腐蝕 或擦傷的風(fēng)險。此外，有益的是能夠通過調(diào)節(jié)器件來自動地調(diào)節(jié)滿輪增壓發(fā)動機(jī)的工作參 數(shù)。
[0046] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，至少一個溫度是進(jìn)入滿輪增壓器的環(huán)境氣體的第一 氣流的溫度和/或從滿輪增壓器流到增壓氣體冷卻器的增壓氣體的第二氣流的溫度和/或 增壓氣體的第=氣流的溫度，和/或至少一個氣體壓力是環(huán)境氣體的第一氣流的壓力和/或 增壓氣體的第二氣流的壓力和/或增壓氣體的第=氣流的壓力和/或燃燒室中的氣體的壓 力。
[0047] 在更進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，第一氣流的環(huán)境氣體是環(huán)境空氣，和/或第二氣流 的增壓氣體是增壓空氣，和/或第=氣流的增壓氣體是增壓空氣，和/或燃燒室中的氣體是 增壓氣體，尤其是增壓氣體空氣，或者是氣體燃料混合物，尤其是空氣燃料混合物。；
[0048] 在該裝置的進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，調(diào)節(jié)器件被配置為調(diào)節(jié)缸套溫度和/或增 壓氣體的第=氣流的溫度和/或潤滑劑對燃燒室的部件的潤滑率，和/或潤滑劑的堿度，和/ 或滿輪增壓器的增壓氣體壓力，也稱為增壓壓力。
[0049] 在該裝置的另一優(yōu)選的實施方案中，該裝置包括缸套冷卻系統(tǒng)，其中調(diào)節(jié)器件被 構(gòu)造為調(diào)節(jié)缸套冷卻系統(tǒng)的冷卻流體的溫度。
[0050] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，通知器件可配置為顯示器，和/或監(jiān)控器和/或顏色 編碼光發(fā)射器，和/或聲發(fā)射器。
[0051] 本發(fā)明的目的的進(jìn)一步的解決方案是通過包括上述的裝置的滿輪增壓發(fā)動機(jī)布 置來提供的。
【附圖說明】
[0052] 本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案顯示在附圖中。
[0053] 圖1是滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的剖視圖，
[0054] 圖2是滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的另一剖視圖，W及
[0055] 圖3是滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置的示意圖。
[0化6] 發(fā)明詳述
[0057]圖剖視圖示出了用于海運船的滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置。滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置100 包括氣缸11中的燃燒室10W及活塞12。如箭頭所指示的進(jìn)氣或環(huán)境空氣或發(fā)動機(jī)室空氣的 第一氣流13流入滿輪增壓器15的進(jìn)氣管14。在進(jìn)氣管14與滿輪增壓器15之間，布置有用于 將第一氣流13從進(jìn)氣管14引導(dǎo)至滿輪增壓器15的第一管道16。第二管道17布置成將增壓空 氣的第二氣流18引導(dǎo)到構(gòu)造為增壓空氣冷卻器19的增壓氣體冷卻器19a。將增壓空氣冷卻 器19與燃燒室10連接的第=管道20將箭頭所指示的增壓或冷卻的空氣的第=氣流21從增 壓空氣冷卻器19引導(dǎo)到燃燒室10。匯水器32設(shè)在第=管道20中，W排出從第=氣流21中凝 聚的水蒸汽。在操作中，環(huán)境空氣進(jìn)入進(jìn)氣管14且作為第一氣流13流到滿輪增壓器15,在滿 輪增壓器中環(huán)境空氣被壓縮且增壓到高壓。在進(jìn)氣或環(huán)境空氣的壓縮過程中，進(jìn)氣的溫度 Ta升高。加壓且加熱后的環(huán)境空氣也稱為增壓空氣或清掃空氣。增壓空氣隨后作為第二氣 流18被引導(dǎo)到增壓空氣冷卻器19,在增壓空氣冷卻器19中增壓空氣被冷卻。取決于環(huán)境空 氣的溫度Ta、壓力Pa和濕度聰?shù)某跏贾礧及滿輪增壓器15和增壓空氣冷卻器19的工作參數(shù) 的初始值，增壓空氣的濕度在增壓空氣冷卻器19中升高且會飽和而使得水蒸汽開始凝聚。 加壓且冷卻后的增壓空氣作為第=氣流21經(jīng)由第=管道20和匯水器32從增壓空氣冷卻器 19引導(dǎo)到燃燒室10。
[005引如圖2所示，傳感器22，23，24布置在滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置100上或者集成到滿輪增 壓發(fā)動機(jī)布置100中。第一傳感器22布置在進(jìn)入滿輪增壓器15的環(huán)境空氣的第一氣流13中， 第二傳感器23布置在從增壓空氣冷卻器19經(jīng)由第=管道20流入燃燒室10的第=氣流21中， 并且第=傳感器24布置在包括燃燒室10的氣缸11的缸套25上或者集成在其中。第一傳感器 22巧慢進(jìn)入滿輪增壓器15的環(huán)境空氣的溫度Ta、壓力Pa和濕度恥。布置在增壓空氣冷卻器19 與燃燒室之間的第二傳感器23測量從增壓空氣冷卻器19流入燃燒室10的第=氣流21的加 壓且冷卻后的增壓空氣的溫度Ti、壓力pi和濕度91。第=傳感器24布置在氣缸11的缸套25 上或者集成在氣缸1的缸套25中并且測量缸套25的溫度化。此外，傳感器24能夠配置為還測 量燃燒室10內(nèi)的壓力p2。
[0059] 在圖3中，W本發(fā)明的裝置的示意顯示示出了本發(fā)明的方法。第一傳感器22測量進(jìn) 氣，例如環(huán)境空氣或發(fā)動機(jī)室空氣的環(huán)境條件Ta，Pa，巧a。進(jìn)氣被引導(dǎo)經(jīng)由第一管道16經(jīng)過進(jìn) 氣過濾器33而進(jìn)入滿輪增壓器15,在滿輪增壓器中進(jìn)氣被壓縮，并且其中溫度由于壓縮而 升高。壓縮且加熱后的空氣作為第二氣流18流經(jīng)第二管道17進(jìn)入增壓空氣冷卻器19,在增 壓空氣冷卻器19中取決于了3,93，取1，^及滿輪增壓器15和增壓空氣冷卻器19的工作參數(shù)，生 成凝聚物的質(zhì)量流率，即每時間間隔內(nèi)凝聚水的量。凝聚物經(jīng)由匯水器32從滿輪增壓發(fā)動 機(jī)布置100中去除。可能的是利用熱動力學(xué)關(guān)系來計算將第=氣流21從增壓空氣冷卻器19 引導(dǎo)到燃燒室10的第S管道20中的冷卻后的增壓空氣的溫度Tc、壓力Pc和濕度9c。第二傳感 器23測量從增壓空氣冷卻器19流入燃燒室10的第=氣流21中的增壓空氣的濕度化。此外， 傳感器23測量從增壓空氣冷卻器19流入燃燒室10的增壓空氣的溫度Ti和壓力P1。運允許進(jìn) 行溫度Tc、壓力Pc和濕度私的計算值與溫度Ti、壓力P1和濕度斬的測量值之間的額外的交叉 校驗。對于溫度Tc、壓力Pc和濕度化的計算和交叉校驗，傳感器22和23經(jīng)由傳輸器件26將測 量值傳輸?shù)教幚韱卧?7,處理單元27計算從增壓空氣冷卻器19流入燃燒室10的第=氣流21 的增壓空氣的溫度Tc、壓力Pc和濕度化。增壓空氣作為第=氣流21流入滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置 100的燃燒室10 W清掃燃燒室10的燃燒產(chǎn)物或者前一燃燒循環(huán)的殘余物，W及對于下一壓 縮和點火循環(huán)用增壓空氣對燃燒室10增壓。然后，燃料被注入燃燒室10中，并且燃料空氣混 合物自燃。第=傳感器24測量燃燒室10的缸套內(nèi)表面28的缸套溫度化。此外，傳感器24測量 燃燒室10中的壓力P2?？蛇x地，燃燒室10內(nèi)的壓力P還可W經(jīng)由滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置100的 已知壓縮比來計算。第=傳感器24將燃燒室10中的缸套溫度化和壓力P2的測量值傳輸?shù)教?理單元27,處理單元27基于第=氣流21的測量溫度Ti、第=氣流的測量壓力P1、第=氣流21 中的增壓空氣的測量濕度中1劫及燃燒室10的缸套溫度化和壓力P2來計算鄰近缸套內(nèi)表面 28的濕度恥。當(dāng)計算出的鄰近燃燒室10中的缸套內(nèi)表面28的濕度化超過預(yù)先確定值時，例 如，巧=75%，處理單元27經(jīng)由傳輸器件30向通知器件29發(fā)送信號。通知器件29構(gòu)造為顯示 燃燒室10的部件的腐蝕風(fēng)險W及可選地或者另外地鄰近缸套內(nèi)表面28處的濕度92的計算 值的顯示器。
[0060] 操作滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置100的操作者或操作人員可W基于所指示的燃燒室10的 部件的腐蝕風(fēng)險和/或計算的濕度9的顯示值來決定是否調(diào)節(jié)滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置100的 工作參數(shù)。
[0061] 進(jìn)一步在圖3中示出了排氣鍋爐31，其是將排氣中的燃燒熱轉(zhuǎn)換成電能的換熱器。 [006。附圖標(biāo)記列表
[0063] 100滿輪增壓發(fā)動機(jī)布置
[0064] 10燃燒室 [00化]11氣缸
[0066] 12 活塞
[0067] 13第一氣流
[006引 14進(jìn)氣
[0069] 15滿輪增壓器
[0070] 16第一管道
[0071] 17第二管道
[0072] 18第二氣流
[0073] 19增壓空氣冷卻器
[0074] 19a增壓氣體冷卻器
[0075] 20第S管道
[0076] 21第S氣流
[0077] 22第一傳感器
[007引 23第二傳感器
[00巧]24第=傳感器
[0080] 25 缸套
[0081 ] 26傳輸器件
[0082] 27處理單元
[0083] 28缸套內(nèi)表面
[0084] 29通知器件 [00化]30傳輸器件 [00化]31排氣鍋爐
[0087] 32匯水器
[0088] 33進(jìn)氣過濾器
[0089] Ta環(huán)境空氣或進(jìn)氣的溫度
[0090] Pa環(huán)境空氣或進(jìn)氣的壓力
[0091] q>a環(huán)境空氣或進(jìn)氣的濕度
[0092] Ti第S氣流的溫度
[0093] P1第S氣流的壓力
[0094] 斯第S氣流的濕度 [00巧]Tc第S氣流的計算溫度
[0096] Pc第S氣流的計算壓力
[0097] 半。第S氣流的計算濕度 [009引化缸套的溫度
[0099] P2燃燒室中的壓力
[0100] 巧2燃燒室中鄰近缸套內(nèi)表面的濕度
【主權(quán)項】
1. 用于指示尤其用于船的渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置(100)的燃燒室（10)的部件的腐蝕或擦 傷風(fēng)險的方法，其中所述渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置包括渦輪增壓器（15)和增壓氣體冷卻器 (19a)，其中環(huán)境氣體的第一氣流(13)進(jìn)入所述渦輪增壓器(15)，其中增壓氣體的第二氣流 (18)從所述渦輪增壓器（15)流入所述增壓氣體冷卻器（19a)，其中增壓氣體的第二氣流 (18)進(jìn)入所述增壓氣體冷卻器（19a)，其中增壓氣體的第三氣流(21)從所述增壓氣體冷卻 器（19a)流入所述燃燒室（10)，并且其中增壓氣體的第三氣流(21)進(jìn)入所述燃燒室（10)，所 述方法包括以下步驟： a) 測量參數(shù)，其中測得的參數(shù)包括至少一個氣體溫度、至少一個氣體壓力、所述第三氣 流(21)的增壓氣體的第一水含量(φ:1 )以及所述燃燒室（10)的缸套(25)的缸套溫度(11)， 以及 b) 基于測得的參數(shù)來確定尤其是計算所述燃燒室（10)中的氣體的第二水含量（φ2 )，以 及 cl)指示所確定的第二水含量（)作為所述燃燒室（10)的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的指 示符，和/或 c2)將所確定的第二水含量（φ2)與至少一個預(yù)先確定值進(jìn)行比較，以及當(dāng)所確定的第 二水含量(φ2 )高于和/或等于和/或低于所述至少一個預(yù)先確定值時指示所述燃燒室（10) 的部件腐蝕或擦除的風(fēng)險，和/或 c3)調(diào)節(jié)所述渦輪增壓式增壓發(fā)動機(jī)的工作參數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一個溫度是環(huán)境氣體的第一氣流（13)的 溫度（Ta)和/或增壓氣體的第二氣流（18)的溫度和/或增壓氣體的第三氣流（21)的溫度 (??，和/或其中所述至少一個氣體壓力是環(huán)境氣體的第一氣流（13)的壓力(p a)和/或增壓 氣體的第二氣流（18)的壓力和/或增壓氣體的第三氣流(21)的壓力(Pl)和/或燃燒室（10) 中的氣體的壓力(P2)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述第一氣流（13)的環(huán)境氣體是環(huán)境空氣和/ 或其中所述第二氣流(18)的增壓氣體是增壓空氣和/或其中第三氣流(21)的增壓氣體是增 壓空氣和/或其中所述燃燒室（10)中的氣體是增壓氣體，尤其是增壓空氣，或者氣體燃料混 合，尤其是空氣燃料混合物。4. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中氣體的第三水含量被測量，其中所述第三 水含量是環(huán)境氣體的第一氣流(13)的水含量和/或增壓氣體的第二氣流(18)的水含量。5. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置的工作參數(shù)是所 述缸套(25)的缸套溫度(TL)、和/或增壓氣體的第三氣流(21)的溫度(Ti)、和/或潤滑劑對所 述燃燒室（10)的部件的潤滑率，和/或潤滑劑的堿度和/或所述渦輪增壓器(15)的增壓氣體 壓力。6. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述缸套溫度(ιυ是通過調(diào)節(jié)缸套冷卻系 統(tǒng)的冷卻流體的溫度來調(diào)節(jié)的。7. 用于指示尤其用于船的渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置的燃燒室（10)的部件的腐蝕或擦傷風(fēng) 險的裝置，其中所述渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置包括渦輪增壓器（15)和增壓氣體冷卻器(19a)，所 述裝置包括處理單元(27)以及用于測量參數(shù)的至少一個傳感器(22,23,24)，所述參數(shù)包括 從所述增壓氣體冷卻器(19a)流入所述燃燒室（10)的第三氣流(21)的增壓氣體的第一水含 量((Pi )、至少一個氣體溫度和至少一個氣體壓力， 其特征在于傳感器（22，23，24)包括用于測量所述燃燒室（10)的缸套（25)的缸套溫度 (TL)的傳感器(24)，所述處理單元(27)被配置為用于基于由所述至少一個傳感器(22,23， 24)測得的參數(shù)來確定尤其是計算所述燃燒室（10)中的氣體的第二水含量（φ 2)和/或所述 處理單元（27)被配置為用于將所確定的第二水含量(φ2 )與至少一個預(yù)先確定值進(jìn)行比 較，所述裝置包括通知器件(29)，所述通知器件用于指示所確定的第二水含量（φ2)作為所 述燃燒室（10)的部件的腐蝕或擦傷風(fēng)險的指示符和/或當(dāng)所確定的第二水含量（φ 2 )高于 和/或等于和/或低于所述至少一個預(yù)先確定值時用于指示所述燃燒室（10)的部件的腐蝕 或擦傷風(fēng)險，和/或 所述裝置包括調(diào)節(jié)器件，所述調(diào)節(jié)器件用于調(diào)節(jié)所述渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置的工作參 數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述至少一個溫度是進(jìn)入所述渦輪增壓器（15)的 環(huán)境氣體的第一氣流（13)的溫度(Ta)和/或從所述渦輪增壓器（15)流入所述增壓氣體冷卻 器（19a)的增壓氣體的第二氣流（18)的溫度和/或增壓氣體的第三氣流（21)的溫度（TO， 和/或其中所述至少一個氣體壓力是所述環(huán)境氣體的第一氣流（13)的壓力(p a)和/或增壓 氣體的第二氣流（18)的壓力和/或增壓氣體的第三氣流(21)的壓力(Pl)和/或燃燒室（10) 中的氣體的壓力(P2)。9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其中所述第一氣流（13)的環(huán)境氣體是環(huán)境空氣和/ 或其中所述第二氣流(18)的增壓氣體是增壓空氣和/或其中所述第三氣流(21)的增壓氣體 是增壓空氣和/或其中所述燃燒室（10)中的氣體是增壓氣體，尤其是增壓空氣，或氣體燃料 混合物，尤其是空氣燃料混合物。10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任一項所述的裝置，其中所述調(diào)節(jié)器件別配置為調(diào)節(jié)所述 缸套溫度(?1)、和/或增壓氣體的第三氣流(21)的溫度(?\)、和/或潤滑劑對所述燃燒室（10) 的部件的潤滑率、和/或所述潤滑劑的堿度和/或所述渦輪增壓器(15)的增壓氣體壓力。11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中的任一項所述的裝置，包括缸套冷卻系統(tǒng)，其中所述調(diào)節(jié)器 件被配置為用于調(diào)節(jié)所述缸套冷卻系統(tǒng)的冷卻流體的溫度。12. 包括根據(jù)權(quán)利要求7至11中的任一項的裝置的渦輪增壓發(fā)動機(jī)布置。
【文檔編號】F02M35/16GK106062337SQ201480066432
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年12月2日
【發(fā)明人】S·克勞森
【申請人】S·克勞森